实验一 发动机速度特性曲线测试与分析
发动机的特性曲线分析
发动机的特性曲线分析发动机特性§6-1 发动机⼯况和性能指标分析式⼀发动机⼯况在绪论中我们已经介绍过⼯况的概念。
有效功率Ne 和转速n 决定了发动机的⼯作运⾏情况。
⼯况 — Ne ，转速n 。
发动机的⼯况分为点⼯况、线⼯况和⾯⼯况。
⼆发动机性能指标分析式1 p k e vi m =1ηαηη2 M k e vi m =2ηαηη3 N k n e vi m =3ηαηη4 g k e i m =41ηη 5 G k n T v=5ηα§6-2 发动机速度特性发动机节⽓门开度（或油门开度）不变，发动机性能指标随转速n 变化的关系。
如：汽车爬坡或阻⼒变化时, 节⽓门（或油门）开度不变, n 随外界负荷的变化⽽变化。
外界负荷⼤, n ↓, 外界负荷⼩, n ↑, 这时发动机沿速度特性⼯作。
⼀汽油机的速度特性（⼀）定义汽油机节⽓门开度固定不变，汽油机性能指标随转速n 变化的关系。
外特性（全负荷的速度特性） — 节⽓门全开（ 100% ）, 测得的速度特性。
部分速度特性 — 节⽓门固定在部分开启位置, 测得的速度特性。
（⼆）外特性曲线1 Me 曲线M k e vi m =2ηαηη n ↑→ ?g ↑→α↓（不多）M k e v i m =2'ηηη（1）ηv — n ↑→⽓流惯性↑→ηv ↑；n ↑↑→节流损失↑→ηv ↓。
（2）ηi — n ↑→⽓流运动↑→混合⽓形成改善→ηi ↑； n ↑↑→燃烧时间↓，燃烧恶化→ηi ↓。
（3）ηm — n ↑→ηm ↓。
（4） Me — 低速时: ηv ↑n ↑→ηi ↑使Me 变化不⼤, 略有↑；ηm ↓⾼速时: →ηv ↓n ↑→ηi ↓使Me ↓↓。
ηm ↓2 Ne 曲线低速时: n ↑→ Me ↑（不⼤）, 但 Ne ∝ Me ↑ ? n ↑→ Ne ↑↑；⾼速时: n ↑→ Me ↓→ Ne ↑（不⼤）。
3 g e 曲线g k e i m=41ηη低速时: n ↑→ηi ↑，ηm ↓，ηi ↑⼤于ηm ↓→ g e ↓（不⼤）；⾼速时: n ↑→ηi ↓，ηm ↓→ g e ↑↑。
实验一 汽油机速度特性
1. 起动测功器，再起动汽油机，调 节测功器负荷和油门大小，使汽油 机暖机，在热状态稳定时准备进行 测量。
2. 逐步开大节气门同时增加测功器负 荷，到节气门开度达到最大位置后， 将节气门位置固定，在转速达到标定 转速并稳定运转后，由组长发出指令， 测量记录发动机转速、测功器读数、 耗油量、耗油经历时间、冷却水进出 水温、机油温度、机油压力等数据。
2、发动机特性： 发动机性能指标随调整运转工况而 变化的关系称为发动机特性。 调整情况 性能指标 运转工况 性能特性 特性用曲线表示称为特性曲线，它 是评价发动机性能的一种简单、方便、 必不可少的形式。 调整特性
3、发动机性能指标与工作过程的关系：
发动机输出的有效指标通常用平 均有效压力pme 、有效扭矩Ttq 、有效 功率Pe 、有效燃油消耗率b、每小时 耗油量B表示。这些指标与发动机工 作过程参数的关系可以推导如下。
6.外特性曲线分析：
扭矩曲线变化趋势: 随着转速n的增加，扭 距Ttq 逐渐增大，出现 最大扭距Ttqmax 后逐渐 下降，且下降程度越 来越大。曲线呈上凸 形状。
根据公式
v Ttq K 2 i m
可见，Ttq 随n的变化取 决于指示热效率ηi 、机 械 效 率 ηm 、 充 气 效 率 η v与过量空气系数α 随n的变化。
式中 We——每循环有效功（kJ）；
ηe——有效热效率。
ev o h h i i pme o mv K mv Lo Lo
式中 ηit——指示热效率；
ηm——机械效率。
功率
v Pe K1 im n
扭矩（汽油机）
燃油消耗率
be K3 1
im
二、制动测功装置—测功器 1.水力测功器
实验一 发动机速度特性曲线测试与分析
实验报告书
实验课堂表现
实验报告成绩 实验总成绩
A（ ） B（ ） C（ ）
实验名称： 发动机速度特性曲线测试与分析
专业班级： 学 号： 姓 名： 联系电话： 指导老师： 实验时间：
车辆学院专业实验室
1
发动机速度特性曲线测试与分析
一、 实验目的
二、 实验仪器设备及工具
三、 预习与课堂测试
1、写出功率与扭矩的关系表达式
2、被测发动机是
缸，气缸布置形式是
，冷却方式是
。
，点火方式
，供油方式是
3、测功机形式 的方式与位置是
3
（拟合曲线绘制 P-n，T-n，ge-n）
五、思考题
1）、什么是外特性与部分速度特性？ 2）、测试外特性曲线的目的在于？ 3）、进气温度、湿度与压力是对发动机测试参数有何影响
4
，发动机与测功机通过
连接，发动机转速测量 。
转
速
（r/min）
转矩
（N.m）
油
耗
（g/Kw.h）
功率
（Kw）
进气温度：
进气压力：
（直接描点法曲线绘制 P-n，T-n，ge-n）
修正系数：
五、 数据分析及拟合曲线绘制
（最小二乘法拟和计算过程或 MATLAB 拟合程序）
发动机负荷特性曲线测试与分析实验
实验目的 发动机实验台架系统组成 主要实验设备 实验步骤及内容 试验数据记录及分析要求 思考题
一、实验目的
1、了解和掌握发动机试验台架系统的组成和控制系 统的功能 2、了解和掌握主要测试仪器设备的工作原理和使用 方法 3、了解和掌握发动机负荷特性试验方法 4、掌握发动机负荷特性曲线的测量及制作方法、试 验数据的处理方法和分析方法
五、试验数据记录及分析要求
1、记录试验数据
2、在坐标图上画出负荷特性试验曲线，包括： ge-Pe、 A/F-Pe、T排气温-Pe、Ga-Pe、等曲线图。
2800r/min燃油消耗率曲线
2800r/min空燃比曲线
2800r/min排气温度曲线
2800r/min进气量曲线
六、思考题
1、试分析发动机燃油消耗率曲线的变化趋势及原因？ 2、车用发动机在哪种条件下可以按照负荷特性工作？
四、实验步骤及内容
4、将控制模式切换到测功机恒转速/油门位置控制，转动M旋 钮，转矩发生变化。
5、顺时针转动M旋钮到某一转矩，然后用鼠标点击记录按钮， 系统自动记录该转速下的转矩、功率、燃油消耗量等参数。 6、重复步骤5，转矩级差为20N.m，得到不同转矩下的转矩、 燃油消耗量、功率等参数。 7、根据实验数据，画出所测发动机在规定油门开度时的负荷 特性曲线。
2、ET2000发动机测控系统
ET2000发动机自动测控系统是为满足各种不同类型的发动 机性能试验和出厂试验而精心设计的大型测控系统。它可与国 内外各种不同的水力、电涡流、电力测功机配套，用于控制和 测量发动机的转速、转矩、功率、燃油消耗量、温度、压力、 流量等各种不同类型的参数。
发动机实验
学院:汽车工程学院; 班级: **** ; 学号:180401218 ; 姓名: *****
实验名称： 发动机速度特性、负荷特性实验
实验时间：2020 年 5 月 18 日
实验目的与要求：
1、通过实验教学，加深对课堂教学内容的理解和认识，掌握发动机速度特性、负荷特性测 试的基本原理和方法。
3
14.99 2299 64.725 15.58 263.62
551.75 76.28 73.975
4
14.99 2199 65.475 15.08 272.45
561.00 76.03 76.025
5
14.99 2099 65.95 14.50 283.29
567.50 76.07 82.65
6
14.99 1999 70.27 14.71 279.28
转速 （n）
转矩 Ttq/(N·m)
功率 Pe /kW
燃油消耗
率
be
/(g/kW·h)
排气温度 （℃）
出水温度 （℃）
机油温度 （℃）
1
14.99 2499 59.325 15.53 264.61
533.00 78.07 70
2
14.99 2399 62.075 15.60 263.40
542.50 77.23 72.225
565.67 76.37 78.6
7
14.99 1899 71.725 14.26 288.02
566.00 76.00 79.325
8
14.99 1799 72.75 13.71 299.74
564.25 76.23 82.275
9
14.99 1699 74.65 13.28 309.29
发动机性能实验指导书
实验项目一发动机速度特性试验一、实验教学组织1、集中讲授仪器、设备的结构和工作原理。
2、讲解实验内容、操作步骤及注意事项。
3、根据实验目的、要求进行分组。
4、在教师指导下，各组学生自己独立操作，并对试验、检测数据进行记录。
5、教师总结实验情况。
二、实验学时：2学时三、实验目的通过本次实验，使学生进一步加深本专业所学《发动机原理》、《汽车理论》等相关课程课堂理论知识的理解，增强感性认识。
掌握汽车发动机速度特性台架试验的基本原理和方法，提高实际动手能力，为今后从事生产、科研打下较牢固的基础。
四、实验要求1、遵守实验规程，注意设备、仪器及人身安全。
2、掌握汽油发动机小时燃油消耗量、扭矩、进排气温度、机油温度及压力、冷却水温度等参数的检测方法。
3、认真记录试验数据，根据试验数据绘制汽油发动机速度特性曲线图，并能分析试验用汽油发动机在不同工况下的经济性和动力性。
4、按时完成实验报告。
五、实验内容在发动机节气门开度不变的情况下，测出试验用发动机在不同转速下的有效扭矩、有效油耗率、小时油耗量及排气温度等参数。
六、实验仪器、设备1、发动机性能测试台架（如图1-1所示）1台2、汽油发动机1台3、起动电源或蓄电池1台4、转速表（转速传感器）5、油耗仪1台6、温度计1只七、实验准备1、试验前，指导教师应对所有试验仪器、设备按实验要求进行标定，并准备好试验所需的油料、冷却水、辅料及调试所需的工量具。
2、打开电源开关，预热发动机台架控制操作系统，使系统处于良好的工作状态。
3、检查各仪器、设备连接线路是否牢固可靠。
4、清除测试台架、发动机四周障碍物。
5、调整好发动机的点火装置，保证其最佳的点火提前角。
图1-1 发动机试验台架简图1—冷却水箱2—空气流量计3—稳压筒4—量油装置5—燃油箱6—测功机7—转速表8—消声器9—垫层10—台架基础11—台架底板12—混合水箱八、注意事项1、实验过程中，应随时观察发动机及设备的运行情况，发现异常应立即停车检查并及时排除。
实验一 汽油机速度特性
实验一汽油机速度特性一、实验目的1、掌物汽油机速度特性的试验方法。
2、学会对实验数据进行处理，对实验结果进行分析；并绘制汽油机速度特性曲线图。
二、实验条件1、EQ6100型汽油发动机（Pemax=99kw/2800r/min）一台2、D260-A1型水力测功机一台3、JFC-012转速油耗自动测量仪一台4、液体密度计一只5、温度计一只6、大气压力计一只7、汽油 10升三、实验原理汽油机速度特性：在汽油机节气门开度一定（部分开度或全开）的情况下，研究其功率Pe、转矩Ttq、耗油量B及燃油消耗率be与转速n之间的关系。
四、实验内容和要求1、调整水力测功机负荷及指挥全组协调动作，一人；测功机负荷的调整应均匀、准确，尽量避免大幅度增加或减小测功机负荷，造成发动机的转速剧烈波动。
2、调节、监视发动机节气门，一人；当发动机出现异常情况时应立即减小或关闭节气门。
3、测量发动机转速和油耗，一人；测量转速时，应注意转速的上下波动情况，当转速的波动值超过±20r/min，该组实验数据应视为无效并重做。
4、调节，监视发动机冷却水出水温度，一人；保持发动机冷却水出水温度稳定在80±5℃范围内，出现气阻现象（无冷却水排除或冷却水出水温度超过100℃），应立即报告，以便及时停机。
5、监视发动机机油压力、温度，一人；出现异常情况应及时报告。
6、记录测功机读数W、发动机转速n、耗油体积△V和耗油时间△t, 一人；实验数据记录应准确无误。
7、绘制实验监督曲线，一人；当发现实验过程中因某些特殊原因而引起误差过大的点，应及时指出，以便补测校正。
五、实验方法与步骤1、按照附录一《发动机台架试验安全操作规范》，作好试验前的准备工作。
2、起动、预热发动机至发动机冷却水出水温度为80±5℃。
3、调节发动机节气门开度，同时调整测功机负荷，使其达到所需之开度（发动机转速n=2400±50r/min，测功机读数W=300±10N），固定节气门。
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）_工学_高等教育_教育专区
发动机速度特性曲线测试与分析（指导书）一、实验目的1、了解发动机测试台架及其装置的构造和工作原理，并掌握其使用方法2、了解发动机速度特性曲线的意义3、掌握发动机速度特性的测定方法4、掌握试验数据处理与速度特性曲线拟合的方法二、实验原理及方法1、发动机速度特性曲线的概念内燃机的速度特性，是指内燃机在油量调节机构(油量调节齿条、拉杆或节气门)保持不变的情况下，主要性能指标(转矩、油耗、功率、排气温度、烟度等)随内燃机转速的变化关系。
当油量调节机构固定在标定位置时，测得的特性为全负荷速度特性(简称外特性)；油量低于标定位置时，测得的特性称为部分特性。
由于外特性反映了内燃机所能达到的最高动力性能，确定了最大功率、最大转矩以及对应的转速，因此在速度特性中最为重要。
内燃机在出厂时必须提供此特性。
2、发动机测试台架的工作原理和系统框图发动机测试台架是发动机性能试验的一种主要设备。
发动机测试台架需要完成动力性、经济性相关特性的测试；也需要为被测发动机提供一个标准的测试条件。
台架由各种传感器和测试仪器组成。
测功机控制电路基本原理是将测功机的转速实际值与可调的设定值进行比较，比较后的差值经过PID放大器放大，用于调节涡流制动器的励磁电流，从而改变发动机的转速，使其等于设定值。
3、发动机速度特性测试方法在发动机试验台架上，运行发动机，使发动机油温、水温和油压等参数达正常值。
保持节气门或油门开度固定不变，调整测功机负荷, 使转速达到预定值, 测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，在特性曲线图上标出该点。
再调节测功机负荷，使转速达到第二个预定值, 再测量计算G T 、g e 、Ne 和Me，并在特性曲线图上标出该点… 将所有点用一条光滑曲线连接。
4、数据处理方法运用最小二乘法对实验数据进行拟合（取5~8个点），按拟合结果绘制光滑的特性曲线。
三、实验仪器和设备1、电涡流测功机电涡流测功机的主机是一台电涡流制动器,主要由转子部分,摆动部分和固定部分组成, 如图。
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实验课堂表现
实验报告成绩 实验总成绩
A（ ） B（ ） C（ ）
实验名称： 发动机速度特性曲线测试与分析
专业班级： 学 号： 姓 名： 联系电话： 指导老师： 实验时间：
车辆学院专业实验室
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发动机速度特性曲线测试与分析
一、 实验目的
二、 实验仪器设备及工具
三、 预习与课堂测试
1、写出功率与扭矩的关系表达式
修正系数：
五、 数据分析及拟合曲线绘制
（最小二乘法拟和计算过程或 MATLAB 拟合程序）
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（拟合曲线绘制 P-n，T-n，ge-n）
五、思考题
1）、什么是外特性与部分速度特性？ 2）、测试外特性曲线的目的在于？ 3）、进气温度、湿度与压力是对发动机测试参数有何影响
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2、被测发动机是
缸，气缸布置形式是
，冷却方式是
。
，点火方式
，供油方式是
3、测功机形式 的方式与位置是
，发动机与测功机通过
连接，发动机转速测量 。
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四、 实验原ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数据与特性曲线绘制
转
速
（r/min）
转矩
（N.m）
油
耗
（g/Kw.h）
功率
（Kw）
进气温度：
进气压力：
（直接描点法曲线绘制 P-n，T-n，ge-n）